基于Solid Works的离心通风机机翼型叶片钣金展开

朱远平 张焕杰/威海克莱特菲尔风机股份有限公司

基于Solid Works的离心通风机机翼型叶片钣金展开

朱远平 张焕杰/威海克莱特菲尔风机股份有限公司

0 引言

离心通风机机翼型叶片的截面，一般为变截面。对于此类叶片的展开，使用传统的叶片展开方法--作图法非常繁琐，对工艺人员的专业水平要求较高，且效率很低。在实际生产中，必须先制作样板，来校正展开误差。本文主要介绍，如何利用SolidWorks钣金模块对机翼型叶片进行实体建模，然后根据钣金件可以展开的特性，对机翼型叶片进行平面展开，并将展开后的三维模型转换成“. dwg”格式的文件，实现图纸数据与数控或激光下料数据的交互。

1 机翼型叶片结构及特点

以G4-73-10D风机叶轮叶片为例，见图1，叶片为中空机翼型，其主要特点为变截面结构，见A-A截面视图和B-B截面视图，叶片由A-A截面形状线性变化至B-B截面形状，并以该趋势延伸至轮盖。

图1 G4-73-10D风机叶轮叶片二维平面简图

2 叶片建模步骤

（1）在Solidworks中，新建一零件，利用“插入曲线”命令，选择“通过XYZ点的曲线”，在弹出的对话框中输入A-A截面叶片坐标参数（坐标参数在相关气动略图中可查询），再做出B-B截面叶片轮廓曲线。这样就得到了叶片上两截面空间轮廓曲线，见图2。曲线必须是开口曲线，开口大小根据叶片实际板厚定，不然无法生成钣金。也可以建两个基准面，在两个基准面上分别绘制A-A，B-B截面轮廓上的点，再用样条曲线连接各点，形成曲线。

图2 A-A和B-B截面叶片空间轮廓曲线图

（2）建一基准面，使其通过叶轮中心轴线，在该基准面上绘制轮盖截面型线，利用“旋转曲面”命令，得到叶轮轮盖的曲面。

（3）依次选择“插入”--“曲面”--“放样曲面”，生成截面A-A和B-B之间的曲面。再依次选择“插入”--“曲面”--“延伸曲面”，把曲面延伸至轮盖，就得到了完整的叶片曲面形状，见图3。

图3 叶片3D曲面图

（4）选择“草图”--“3D草图”，选中上图中叶片与轮盖相交线，选择“转换实体引用”命令，生成3D草图。用同样的方法生成叶片与轮盘相交线的3D草图。

（5）利用钣金模块，将叶片生成钣金实体。点击“放样折弯”命令，轮廓栏选中步骤（4）生成的两个3D草图，设定叶片板厚，并控制厚度方向。这样叶片的建模过程就完成了，见图4。

图4 叶片3D模型图

3 叶片展开及板厚干涉处理

选择“从零件/装配体制作工程图”，将“平板型式”视图图形拖拽至工程图纸中，单击“平板型式”视图图形，在“使用自定义比例”选择标题栏中确定比例系数为1：1，生成工程图，通过另存文件将其转化成数控切割或机关切割所能识别的“.dwg”图形格式。

由于机翼型叶片和轮盖均为空间曲面结构，当叶片钣金建模时，不管钣金厚度方向向内或是向外，叶片都会有一面由于板厚而和轮盖干涉现象，见图5，为了保证叶片展开图的准确性，保证后续工作的顺利进行，在叶片展开的过程中，必须消除叶片板厚的影响。

图5 叶片与轮盖干涉示意图

目前，还没有在Solidworks中找到一步到位的好方法，只能借助于CAD来修改。具体做法，在零件图中，选择“分割”命令，剪裁工具选择轮盖曲面，这样，叶片就被分为两部分—叶片主体和叶片与轮盖干涉部分，为了准确测量干涉部分的尺寸，选择“剖面视图”命令，控制剖面与叶片在叶轮出口处的距离，测量干涉部分的长度，见图6。以此方法，测量4～6个截面的干涉长度，在. dwg格式叶片展开图中进行相应截面的修正，见图7，图中中心线代表图6中各剖面视图的位置，修正量为图6中测量的干涉长度，将各点用弧线连接，去掉修正前线段，标注有效尺寸就得到了完整精确的叶片展开图，见图8。在实践中证明，该方法获得是机翼型叶片展开图是合理可行的，已广泛用于生产中。

图6 干涉部分尺寸测量

图7 叶片展开图修正

图8 叶片展开图

4 结论

充分利用三维软件SolidWorks钣金模块功能，对机翼型叶片进行展开，获得的展开图精确度较高，无需制作样板，同时又提高工作效率，方法简单，可广泛用于实际生产中。

[1]梁绍华.钣金放样技术基础[M].北京：机械工业出版社，2008．

[2]续魁昌，风机手册[M].北京：机械工业出版社，1999．

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介绍了利用SolidWorks钣金模块对离心通风机机翼型叶片钣金展开的方法和步骤，该方法提高了叶片展开的精度和工作效率。

Solidworks；离心通风机；钣金模块；机翼型叶片；展开

TheSheetMetalUnfoldingof Centrifugal Fan Aerofoil Blade Based on SolidWorks

Zhu Yuanping,Zhang Huanjie/Wei hai creditfan ventilator co.,Ltd

Solidworks;centrifugal fan; sheet metal module;Airfoil blade;unfold

TH432;TK05

A

1006-8155（2015）06-0060-03

10.16492/j.fjjs.2015.06.12035

2015-08-30山东省威海市264200

Abstract:Thisarticleintroducedthe methods and steps of using SolidWorks sheet metal module to unfold centrifugal fan's airfoil blade,and this methods improved the precision of the blade unfolding and work efficieny.